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Messungen: Saharastaub

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Autor: Isabell Hochstrat

Messungen: Saharastaub

Ein außergewöhnlich starkes Saharastaubereignis bestätigen jüngste Messungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) in Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet Physik und Umweltmesstechnik der Hochschule Düsseldorf. Die Ergebnisse zeigen: Die Staubkonzentration in der Luft war in zwei Kilometern Höhe gegenüber den Normalwerten um das 200-Fache angestiegen. Die Daten sind besonders für die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen interessant.

Die Ergebnisse

Mittels Laser-Fernerkundung und Flugzeugmessungen konnte man die Saharastaub-Konzentration am Donnerstag, den 17.03.2022, genauer untersuchen.Vom Flugzeug aus wurde hierzu ein Vertikalprofil der Partikelmassenkonzentration über dem Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg (MOHp) des DWD erstellt, bei dem die höchste Konzentration über 2200 µg/m³ betrug. Dies entspricht 2.2 mg/m³ in einer Höhe von zwei Kilometern über N.N., folglich war die Konzentration von Staub in der Luft in dieser Höhe gegenüber den Normalwerten um den Faktor 200 erhöht. Das langjährige Mittel der bodennahen Konzentrationen am Hohenpeißenberg hat in den vergangenen 25 Jahren von ca. 12 auf 6 µg/m³ abgenommen. Dort wurden dieses Mal aber kurzzeitig 170 µg/m³ gemessen, fast so viel wie bei dem bisher stärksten Ereignis in der Messreihe im Mai/Juni 2008, bei dem es bis zu 250 µg/m³ waren.

Messungen via Flugzeug

Um die Konzentration des Saharastaubs in der Luft genau zu ermitteln, flog ein Forschungsflugzeug vom Flughafen Essen/Mülheim bis zur Zugspitze und zurück. Auf der Flugroute wurden auch die Positionen von DWD-Messstationen berücksichtigt, an denen jeweils ein Ceilometer zur aktiven Fernerkundung der Atmosphäre betrieben wird. Ceilometer sind Geräte zur automatischen Messung der Wolkenhöhe bzw. der Wolkenuntergrenze. Sie eignen sich auch zum qualitativen Nachweis von in der Luft enthaltenen Partikeln wie Staub oder Vulkanasche. Wüstenstaub aus der Sahara kann im Mittel in Süddeutschland an 50-60 Tagen pro Jahr und in Norddeutschland an 30 Tagen pro Jahr beobachtet werden. Meistens merkt man am Boden nicht, ob in wenigen Kilometern Höhe eine Staubschicht vorhanden ist oder nicht. Doch mittels Ceilometern kann jedes Staubereignis erfasst werden, sofern dieses nicht zu schwach ausgeprägt ist oder Wolken den Blick in den Himmel verwehren. Dr. Werner Thomas, Experte für Spurengase am Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg, betonte: „Der Saharastaub in den letzten Tagen war ein außergewöhnlich starkes Saharastaubereignis, das kommt sehr selten vor.“

Bedeutung für die Forschung

Die gewonnenen Daten werden u.a. auch im Projekt „PermaStrom“ verwendet. „PermaStrom“ hat das Ziel, die Vorhersage der Photovoltaikenergieerzeugung zu präzisieren, indem zum Beispiel die Vorhersage des Auftretens und Transportes von Wüstenstaub verbessert wird. Für Photovoltaikanlagen ist der Saharasand ein großes Problem. Solange er den Himmel verdunkelt, sinkt die Stromerzeugung um 10-20%. Auch in den Folgetagen eines Saharastaubereignisses sinkt die Leistung dort, wo der Staub die Anlagen direkt verschmutzt. Für Energieerzeuger ist es daher sehr wichtig, diese Analyse- und Vorhersagedaten zu kennen, um bei Saharastaub-Ereignissen verlässliche Ertragsprognosen erstellen zu können. „Die durch die Flugzeugmessung gewonnenen Daten leisten damit auch einen wichtigen Beitrag zum Ausbau der Erneuerbaren Energien und zur Energiewende“, bestätigt Werner Thomas.

In den nächsten Tagen und Wochen sollen die Daten intensiv analysiert werden, um so die zeitliche und räumliche Verteilung des Saharastaubs über Deutschland besser bewerten zu können.

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